一、synchronized 关键字
1. 核心特性
- 隐式锁：自动获取和释放锁（进入同步代码块获取，退出时释放）。
- 可重入性：同一线程可多次获取同一锁（避免死锁）。
- 非公平锁：线程获取锁的顺序不保证公平性。
- 同步范围：通过代码块或方法实现同步。
2. 代码示例
(1) 同步代码块
java
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public class Counter {private int count = 0;private final Object lock = new Object();public void increment() {synchronized (lock) { // 锁对象可以是任意对象count++;}}public int getCount() {return count;}
}
(2) 同步方法
java
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public class Counter {private int count = 0;// 同步方法（锁对象是当前实例 this）public synchronized void increment() {count++;}// 静态同步方法（锁对象是类的 Class 对象）public static synchronized void staticMethod() {// 静态方法同步逻辑}
}
二、Lock 接口（ReentrantLock）
1. 核心特性
- 显式锁：需手动调用
lock() 和 unlock()。 - 可中断：支持响应中断（
lockInterruptibly()）。 - 公平锁：可配置为公平锁（按请求顺序分配锁）。
- 超时机制：尝试获取锁时可设置超时时间（
tryLock(long, TimeUnit)）。 - 条件变量：通过
newCondition() 创建多个条件队列。
2. 代码示例
(1) 基本用法
java
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import java.util.concurrent.locks.Lock;
import java.util.concurrent.locks.ReentrantLock;public class Counter {private int count = 0;private final Lock lock = new ReentrantLock();public void increment() {lock.lock(); // 获取锁try {count++;} finally {lock.unlock(); // 必须释放锁（防止死锁）}}public int getCount() {return count;}
}
(2) 公平锁与条件变量
java
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import java.util.concurrent.locks.Condition;
import java.util.concurrent.locks.Lock;
import java.util.concurrent.locks.ReentrantLock;public class BoundedBuffer<T> {private final T[] buffer;private int size = 0;private final Lock lock = new ReentrantLock(true); // 公平锁private final Condition notFull = lock.newCondition();private final Condition notEmpty = lock.newCondition();public BoundedBuffer(int capacity) {buffer = (T[]) new Object[capacity];}public void put(T item) throws InterruptedException {lock.lock();try {while (size == buffer.length) {notFull.await(); // 等待缓冲区不满}buffer[size++] = item;notEmpty.signal(); // 通知消费者可取数据} finally {lock.unlock();}}public T take() throws InterruptedException {lock.lock();try {while (size == 0) {notEmpty.await(); // 等待缓冲区不空}T item = buffer[--size];notFull.signal(); // 通知生产者可放数据return item;} finally {lock.unlock();}}
}
三、synchronized 与 Lock 对比
| 特性 | synchronized | Lock（ReentrantLock） |
|---|
| 锁获取方式 | 隐式（自动获取/释放） | 显式（需手动调用 lock() 和 unlock()） |
| 可中断性 | 不支持 | 支持（lockInterruptibly()） |
| 公平性 | 仅非公平锁 | 可配置公平/非公平（构造函数参数） |
| 超时机制 | 不支持 | 支持（tryLock(long, TimeUnit)） |
| 条件变量 | 仅一个（通过 wait()/notify()） | 多个（通过 newCondition()） |
| 性能 | 优化后接近 Lock | 高并发下更优（减少上下文切换） |
| 代码简洁性 | 简单（适合简单同步） | 灵活（适合复杂场景） |
四、使用场景与最佳实践
1. synchronized 适用场景
2. Lock 适用场景
五、常见问题与解决
1. 死锁问题
- 原因：多个线程互相持有对方所需锁，导致永久阻塞。
- 解决：
- 按固定顺序获取锁（避免循环等待）。
- 使用
tryLock() 尝试获取锁，超时则释放已持有锁。
2. 锁未释放
六、总结
-
synchronized：简单易用，适合基础同步场景，但灵活性有限。 -
Lock（ReentrantLock）：功能丰富，适合复杂场景（如公平锁、多条件队列），但需手动管理锁。 - 选择原则：
- 优先使用
synchronized（代码简洁）。 - 需要高级功能时选择
Lock（如公平性、超时、多条件）。
